第五节 核力与结合能

请同学们认真完成 [练案14]
基础夯实 
一、选择题(1~2题为单选题,3题为多选题)
1.对于核力,以下哪些说法是正确的( B )
A.核力是弱相互作用,作用力很小
B.核力是强相互作用,是强力
C.核子之间的距离小于0.8×10-16 m时,核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起
D.人们对核力的了解很清楚,特别是在小于0.8×10-15 m时,核力的变化规律更清楚
解析:核力是强相互作用的一种表现,它的作用范围在1.5×10-15 m之内,核力比库仑力大得多。因此,选项B正确,A错误;核力在大于0.8×10-15 m时,表现为吸引力,且随距离增大而减小,在距离小于0.8×10-15 m时,核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起;选项C错误;人们对核力的了解还不是很清楚,这是科学家们奋力攻克的堡垒,故D不正确。
2.(2020·湖北省宜昌市葛洲坝中学高二下学期期中)下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是( C )
A.维系原子核稳定的力是核力,核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力
B.核力是强相互作用的一种表现,原子核尺度内,核力比库仑力小
C.比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能
D.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
解析:A项:维系原子核稳定的力是核力,核力可以是核子间的相互吸引力,也可以是排斥力,故A错误;B项:核力是强相互作用的一种表现,原子核尺度内,核力比库仑力大的多,故B错误;C项:比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会有亏损质量,放出核能,故C正确;D项:自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,故D错误。故选C。
3.对公式ΔE=Δmc2的正确理解是( ABD )
A.如果物体的能量减少了ΔE,它的质量也一定相应减少Δm
B.如果物体的质量增加了Δm,它的能量也一定相应增加Δmc2
C.Δm是某原子核在衰变过程中增加的质量
D.在把核子结合成原子核时,若放出的能量是ΔE,则这些核子与组成的原子核的质量之差就是Δm
解析:一定质量对应于一定的能量,物体的能量减少了ΔE,它的质量也一定相应减少Δm,即发生质量亏损,所以选项A、D正确,如果物体的质量增加了Δm,它的能量也一定相应增加Δmc2,所以选项B正确;某原子核在衰变时,一定发生质量亏损,所以选项C错误。
二、非选择题
4.历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5 MeV的质子H轰击静止的X,生成两个动能均为8.9 MeV的He。(1 MeV=1.6×10-13 J)
(1)上述核反应方程为__H+X→2He__。
(2)质量亏损为__3.1×10-29_kg__。
解析:(1)根据电荷数守恒与质量数守恒
则核反应方程为:H+X→2He
(2)根据爱因斯坦质能方程:
Δm== kg
=3.1×10-29 kg
5.一个锂核(Li)受到一个质子(H)轰击变为2个α粒子(He),在此过程中释放出16.6 MeV的能量。(1u相当于931 MeV)求:
(1)写出该核反应的方程。
(2)平均每个核子减少的质量。(保留两位有效数字)
答案:(1)Li+H→2He (2) 0.002 2 u
解析:(1)Li+H→2He
(2)Δm=
代入数据得:Δm=0.017 8 u
Δ=
代入数据得:Δ=0.002 2 u(或3.7×10-30 kg)
6.三个α粒子结合成一个碳12,已知碳原子的质量12.000 0 u,氦原子的质量为4.002 6 u。
(1)写出核反应方程。
(2)这个核反应放出的能量是多少焦耳。
(3)这个能量合多少MeV?
答案:(1)3He―→C+ΔE (2)1.165×10-12 J
(3)7.28 MeV
解析:反应前后的质量发生改变,根据ΔE=Δm·c2可求解出结论。
(1)3He―→C+ΔE
(2)Δm=3×4.002 6 u-12.000 0 u=0.007 8 u=12.948×10-30 kg ΔE=Δm·c2=1.165×10-12 J
(3)ΔE=1.165×10-12 J=7.28 MeV